Question

我正在尝试使用Maged M. Michael和Michael L. Scott的算法为并发应用创建一个非阻塞队列包，如here所述。

这需要使用由"sync/atomic"包提供的原子CompareAndSwap 但是我不确定以下伪代码的Go等价物是什么：

E9:   if CAS(&tail.ptr->next, next, <node, next.count+1>)

其中tail和next的类型为：

type pointer_t struct {
    ptr   *node_t
    count uint
}

和node的类型为：

type node_t struct {
    value interface{}
    next  pointer_t
}

如果我理解正确，似乎我需要用结构（指针和uint）来做CAS。这可能是atomic - 包吗？

感谢您的帮助！

Answer 1

如果我理解正确，似乎我需要使用结构（包括＆gt;指针和uint）来执行CAS。甚至可以使用原子包吗？

不，那是不可能的。大多数架构仅支持单个单词的原子操作。然而，许多学术论文使用了今天无法获得的更强大的CAS语句（例如比较和交换双重）。幸运的是，在这种情况下通常会使用一些技巧：

例如，您可以从指针中窃取几个位（特别是在64位系统上）并使用它们对您的计数器进行编码。然后你可以简单地使用Go的CompareAndSwapPointer，但是在尝试取消引用之前你需要屏蔽指针的相关位。
另一种可能性是使用指向你的（immutable！）pointer_t结构的指针。无论何时想要修改pointer_t结构中的元素，都必须创建副本，修改副本并原子地替换指向结构的指针。这个成语称为COW（写入时复制），适用于任意大型结构。如果您想使用此技术，则必须将下一个属性更改为next *pointer_t。

由于教育原因，我最近在Go写了一个无锁列表。您可以在此处找到（imho记录完善的）来源：https://github.com/tux21b/goco/blob/master/list.go

这个相当简短的示例过度使用atomic.CompareAndSwapPointer并且还为标记指针引入了原子类型（MarkAndRef结构）。这种类型与你的pointer_t结构非常相似（除了它存储bool +指针而不是int +指针）。它用于确保在您尝试直接插入元素时未将节点标记为已删除。随意使用此源作为您自己项目的起点。

Answer 2

您可以这样做：

 if atomic.CompareAndSwapPointer(
    (*unsafe.Pointer)(unsafe.Pointer(tail.ptr.next)), 
    unsafe.Pointer(&next), 
    unsafe.Pointer(&pointer_t{&node, next.count + 1})
 )

Go中的原子比较和交换结构

2 个答案: